高功率LED器件的热特性分析

GaN基白光LED不断向高功率、高性能和长寿命方向发展,GaN基白光LED的热性能成为在使用中的重要参数.采用瞬态热测量方式,对工作在不同的温度和驱动电流的GaN基发光二极管的热性能进行了研究.通过比较光、电特性发现LED芯片对器件热阻影响很小,但同时管芯附着层对LED器件的热特性起着非常重要的作用.此外,热电阻随着电流和环境温度的升高而增加,主要归因于管芯附着层声子或粒子的平均自由程减小.     

Effects of the p-AlInGaN/GaN superlattices’structure on the performance of blue LEDs

The advantages of the p-AIInGaN/GaN superlattices＇ （SLs） structure as an electron blocking layer （EBL） for InGaN blue light-emitting diodes （LEDs） were studied by experiment and APSYS simulation. Elec- troluminescence （EL） measurement results show that the LEDs with the p-AllnGaN/GaN SLs＇ structure EBL ex- hibited better optical performance compared with the conventional A1GaN EBL due to the enhancement of hole concentration and hole carrier transport efficiency, and the confinement of electrons＇ overflow between multiple quantum-wells （MQWs） and EBL.     

对具有 AlGaN 渐变垒的蓝光LED的研究

在此项研究中,我们对具有渐变AlGaN垒的蓝光LED进行了一系列的分析。其中,用APSYS模拟出了载流子分布、能带图、静电场分布及其光输出功率。模拟结果显示具有渐变AlGaN垒的蓝光LED相比普通结构的LED性能更好。     

竖直式HVPE反应系统的理论模拟与GaN厚膜生长

根据流体动力学模型,研究了反应气体在反应室内的浓度分布,以及反应室的温场分布.NH3浓度在衬底附近分布均匀,而GaCl浓度在衬底中心区域较大,周边较小.实验结果表明,外延层在中心区生长速率为260μm/h,周边为140/μm/h.X射线摇摆曲线半高宽为141".O杂质的引入,使得样品具有较强的黄光发射.     

自组织量子点的优化生长

在不同生长条件下,生长低组分InGaAs/GaAs自组织量子点并且使用接触式AFM进行测量.通过对生长条件的优化,得到高密度、高均匀性的量子点MBE生长条件,这对于自组织量子点在器件方面的应用,比如量子点红外探测器和量子点激光器,是非常重要的.同时,还与优化的InAs/GaAs生长条件进行了比较.     

Si(100)和蓝宝石(0001)衬底上3C-SiC的Raman研究

单晶Si和蓝宝石(0001)是两种重要的3C-SiC异质外延衬底材料，然而，由于Si及蓝宝石和3C-SiC之间大的晶格失配度和热膨胀系数失配度，在3C-SiC中会产生很大的内应力，直接影响3C-SiC的电学特性。Raman散射测试是一个功能很强的测试方法，其强度、宽度、Raman位移等有关Raman参数可以给出有关SiC晶体质量的信息，其中包括内应力。利用背散射几何构置的Raman方法研究了Si(100)和蓝宝石(0001)村底上LPCVD方法生长的SiC外延薄膜，在生长的所有样品中均观察到了典型的3C-SiC的TO和LO声子峰，在3C-SiC／Si材料中，这两个声子峰分别位于970．3cm-l和796．0cm-1，在3C-SiC／蓝宝石材料中，分别位于965．1cm^-1和801．2cm-1，这一结果表明这两种外延材料均为3C-SiC晶型。利用一个3C-SiC自由膜作为无应力标准样品,并根据3C-SiC／Si和3C-SiC／蓝宝石的TO和LO声子峰Raman位移相对于自由膜的移动量，得到3C-SiC中的内应力约分别为1GPa和4GPa。实验发现在这两种材料的TO声子峰的Raman位移移动方向相反，通过比较3C-SiC、Si和蓝宝石的热膨胀系数，预期Si衬底上的3C-SiC外延膜受到的应力为张应力，而蓝宝石衬底上3C-SiC受到的应力则为压应力。     

分子束外延高质量GaAs-AlGaAs量子阱结构

利用国产分子束外延设备研制出高质量GaAs-AlGaAs量子阱结构材料.经光荧光测量分析,其n=1的电子-重空穴自由激子复合发光的谱线很窄,半峰宽仅1.2MeV(阱宽141A,温度10.5K),表明量子阱阱宽和异质结界面平整度的起伏小于一个单原于层.样品从低温到室温都能保持激子发光特性.     

Multi-wafer 3C-SiC thin films grown on Si(100) in a vertical HWLPCVD reactor

We report the latest results of the 3C-SiC layer growth on Si(100)substrates by employing a novel home-made horizontal hot wall low pressure chemical vapour deposition(HWLPCVD)system with a rotating susceptor that was designed to support up to three 50 mm-diameter wafers.3C-SiC film properties of the intrawafer and the wafer-to-wafer,including crystalline morphologies and electronics,are characterized systematically. Intra-wafer layer thickness and sheet resistance uniformity(σ/mean)of～3.40%and～5.37%have been achieved in the 3×50 mm configuration.Within a run,the deviations of wafer-to-wafer thickness and sheet resistance are less than 4%and 4.24%,respectively.     

垂直结构GaN基LED的侧壁优化技术

为了提升垂直结构LED提取效率,针对器件侧壁出光的研究越发引起研究人员的关注。由于GaN的高折射率,大部分有源区发出的光线将被限制在GaN层内横向传输。对不同刻蚀倾角侧面的光提取效率进行分析模拟,模拟结果显示,LED的提取效率可以通过侧壁倾斜角度的优化得以提升。实验结果表明,特定侧壁倾角器件的提取效率相比较垂直侧壁提高了18.75%,电致发光光谱测试(EL)结果表明,实验结论与理论计算值基本吻合。本结论对垂直结构GaN基LED器件的优化设计与性能提升有重要指导意义。     

MOCVD外延生长高阻GaN薄膜材料

采用MOCVD技术在非有意掺杂的条件下，在C面蓝宝石衬底上制备出了高阻的GaN单晶薄膜样品. 用扫描电子显微镜和原子力显微镜分析样品显示GaN外延膜的表面十分平整，表面粗糙度仅有～0.3nm. 样品的X射线双晶衍射摇摆曲线（0002）峰的半峰宽为5.22′，证实所生长的GaN外延层具有较好的结晶质量. 变温Hall测量发现样品的室温电阻率高达6.6e8Ω·cm, 250℃下的电阻率约为10.6Ω·cm.